JP2007266270A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のレーザ光を、それぞれの強度および方向を調整して出力できる新規な半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】本発明の半導体レーザ装置は、基板１１と、基板１１上に形成され活性層を含む半導体多層膜２０と、半導体多層膜２０の上面と接触する第１の電極１３と、基板１１の裏面側に接触する第２の電極１４とを含む。活性層は、互いに対向する第１および第２の端面と、互いに対向する第３および第４の端面とを有する。第１の電極１３の表面のうち特定の電圧印加部と第２の電極１４との間に電圧を印加して活性層に電流を注入することによって、第１および第２の端面から複数のレーザ光が出射される。そして、電圧印加部の位置および注入電流の大きさから選ばれる少なくとも１つを変更することによって、複数のレーザ光の光強度および方向が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関する。

従来から、複数の方向にレーザ光を出射する半導体レーザ装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１の半導体レーザ装置では、環状の導波路を時計回りおよび反時計回りに伝搬する２つのレーザ光を出射させている。また、特許文献２の半導体レーザ装置では、２次元方向に広がるキャビティー内において時計回りおよび反時計回りに伝搬する２つのレーザ光を、キャビティーの端面から出射させている。
特開２０００−２３０８３１号公報 特開２００４−２３５３３９号公報

しかしながら、上記従来の半導体レーザ装置では、出射される複数のレーザ光の強度はほぼ同じであり、それらを簡単に制御することは難しかった。このような状況において、本発明は、複数のレーザ光を、それぞれの強度および方向を調整して出力できる新規な半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザ装置は、基板と、前記基板上に形成され活性層を含む半導体多層膜と、前記半導体多層膜の上面と接触する第１の電極と、前記基板の裏面側に接触する第２の電極とを含む半導体レーザ装置であって、前記活性層は、互いに対向する第１および第２の端面と、互いに対向する第３および第４の端面とを有し、前記第１、第２、第３および第４の端面は、それぞれ、仮想の菱形の第１、第２、第３および第４の頂点の位置に存在し、前記第１の電極の表面のうち特定の電圧印加部と前記第２の電極との間に電圧を印加して前記活性層に電流を注入することによって、前記第１および第２の端面から複数のレーザ光が出射され、前記電圧印加部の位置および前記電流の大きさから選ばれる少なくとも１つを変更することによって、前記複数のレーザ光の光強度および方向が制御される。

本発明によれば、複数のレーザ光を、それぞれの強度および方向を調整して出力できる新規な半導体レーザ装置が得られる。

以下、本発明について例を挙げて説明する。ただし、本発明は以下で挙げる例には限定されない。

［半導体レーザ装置］
本発明の半導体レーザ装置は、基板と、基板上に形成され活性層を含む半導体多層膜と、半導体多層膜の上面と接触する第１の電極と、基板の裏面側に接触する第２の電極とを含む。

活性層は、互いに対向する第１および第２の端面と、互いに対向する第３および第４の端面とを有する。第１および第２の端面は、それぞれ、外側に凸の曲面である。第１、第２、第３および第４の端面は、それぞれ、仮想の菱形の第１、第２、第３および第４の頂点の位置に存在する。この仮想の菱形の２つの対角線は、第１の頂点と第２の頂点とを結ぶ対角線、および、第３の頂点と第４の頂点とを結ぶ対角線である。

第１の電極の表面のうち特定の電圧印加部と第２の電極との間に電圧を印加して活性層に電流を注入することによって、第１および第２の端面から複数のレーザ光が出射される。そして、電圧印加部の位置および注入電流の大きさから選ばれる少なくとも１つを変更することによって、上記複数のレーザ光の光強度および方向が制御される。

活性層を含む半導体多層膜は、半導体基板上に形成される。半導体多層膜は、活性層の他に、半導体レーザ装置に必要な層を備える。たとえば、半導体多層膜は、活性層で励起されたレーザ光を閉じ込めるための光閉じ込め層を備える。この光閉じ込め層は、活性層を挟むように配置された２つのクラッド層を含む。クラッド層は、活性層の材料よりも屈折率（レーザ光の波長における屈折率）が低い材料によって形成されている。本発明の半導体レーザ装置では、活性層の平面形状と光閉じ込め層（たとえばクラッド層）の平面形状とは、通常同じである。なお、この明細書において、「平面形状」とは、図３に示される形状、すなわち、半導体層の積層方向と垂直な方向における形状を意味する。活性層および光閉じ込め層は、キャビティー（共振器）を構成する。

本発明の半導体レーザ装置を構成する半導体および積層構造に特に限定はなく、利用するレーザ光の波長などに応じて選択される。半導体層の材料の一例としては、たとえば、III−Ｖ族化合物半導体が挙げられる。

活性層の平面形状は、上記菱形の経路の頂点が外縁部に位置するように上記菱形を含む形状である。活性層に電流が注入されると、光が発生するが、この光は、活性層の端面で反射されるとともに誘導放出を生じる。そして、キャビティーの平面形状に応じて、特定の経路を安定に周回するレーザ光が励起される。本発明の半導体レーザ装置では、菱形の経路の４つの頂点のそれぞれに対応する位置に活性層の端面が存在する。そのため、菱形の経路に沿って菱形の経路の全体に電流を注入すると、菱形の経路を周回するレーザ光が励起される。

活性層およびそれを挟むように配置される光閉じ込め層は、通常、均一な層であり、上記経路に対応するような一定の幅の導波路は形成されていない。すなわち、本発明の半導体レーザ装置のキャビティーは、実質的に環状でなく、２次元的に広がっている。

本発明の半導体レーザ装置の典型的な一例では、第１の電極は、所定の領域（コンタクト領域）において半導体多層膜と接触し、第２の電極は、基板を介して半導体多層膜と電気的に接続される。第１の電極から活性層に注入される電流（キャリア）は、そのコンタクト領域を通過する。半導体多層膜は薄いため、通常、活性層のうちコンタクト領域の近傍に電流の大部分が注入される。そのため、コンタクト領域の形状を特定の形状とすることによって、活性層のうちの特定の領域のみに集中的に電流を注入することが可能である。

第１の電極と半導体多層膜の上面とは、上記仮想の菱形に対応する領域において接触していてもよい。すなわち、コンタクト領域が、仮想の菱形に対応する形状であってもよい。

本発明の半導体レーザ装置では、複数のレーザ光の光強度および方向の制御が、第１の電極における電圧降下を利用して行われてもよい。この場合、第１の電極は、抵抗値が高い材料や、薄い金属層で形成される。本発明の半導体レーザ装置の一例では、複数の電圧印加部のうち最も離れた２点間の距離Ｌｅが３００μｍ〜１０００μｍの範囲にあり、金属からなる第１の電極の厚さＤが２００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にある。たとえば、距離Ｌｅが３００μｍ〜６００μｍ（一例では３００μｍ〜４００μｍ）の範囲にあり、金属からなる第１の電極の厚さＤが３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲にあってもよい。

［半導体レーザ装置の一例］
以下に、本発明の半導体レーザ装置の一例について説明する。この半導体レーザ装置１０の斜視図を図１に示し、図１の線II−IIにおける断面図を図２に示す。なお、本発明の説明に用いる図面は模式的なものであり、理解が容易なように各部の縮尺を変更している。

図１の半導体レーザ装置１０は、基板１１と、基板１１上に形成された半導体多層膜２０と、半導体多層膜２０上に形成された絶縁層１２および第１の電極１３と、基板１１の裏面側の全面に形成された第２の電極１４とを含む。第１の電極１３は、絶縁層１２の貫通孔の部分に形成されたコンタクト電極１３ａと、コンタクト電極１３ａのほぼ全域および絶縁層１２の大部分に接するように形成されたパッド電極１３ｂとによって構成されている。

図２を参照して、半導体多層膜２０は、基板１１側から順に積層された、バッファ層２２、クラッド層２３、ＳＣＨ型（分離閉じ込めヘテロ構造）の活性層２４、クラッド層２５およびキャップ層２６を含む。キャップ層２６の上には、貫通孔を有する絶縁層１２が形成されている。第１の電極１３とキャップ層２６とは、絶縁層１２の貫通孔の部分（コンタクト領域３１）で接触する。このコンタクト領域３１を介して活性層２４に電流が注入される。

基板１１は、ｎ型ＧａＡｓ基板である。絶縁層１２は、ＳｉＯ₂層（厚さ約５００ｎｍ）である。バッファ層２２は、ｎ型ＧａＡｓ層である。クラッド層２３は、ｎ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ層（厚さ４μｍ）である。ＳＣＨ型の活性層２４は、ＳＣＨ−ＤＱＷ（二重量子井戸）の活性層であり、閉じ込め層を含めた全体の厚さが０．１μｍである。この活性層において、井戸層はＩｎＧａＡｓである。このような活性層を用いることによって、波長が約９８０ｎｍのレーザ光が出射される。クラッド層２５は、ｐ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ層（厚さ２μｍ）である。キャップ層２６は、ｐ型ＧａＡｓ（厚さ０．５μｍ）である。

コンタクト電極１３ａは、半導体多層膜２０側から順に積層された、Ａｕ層（厚さ２０ｎｍ）、Ｚｎ層（厚さ２０ｎｍ）、およびＡｕ層（厚さ６０ｎｍ）によって構成されている。パッド電極１３ｂは、コンタクト電極１３ａ側から順に積層された、Ｔｉ層（厚さ３０ｎｍ）およびＡｕ層（厚さ３００ｎｍ）によって構成されている。第２の電極１４は、基板１１側から順に積層された、ＡｕＧｅ層（厚さ５００ｎｍ）、Ｎｉ層（厚さ５００ｎｍ）、Ａｕ層（厚さ２０００ｎｍ）によって構成されている。

半導体レーザ装置１０の活性層２４を上方から見たときの平面形状を図３示す。なお、半導体多層膜２０を構成する各層（たとえばクラッド層２３および２５）は、活性層２４と同じ平面形状を有する。

図３を参照して、活性層２４は、仮想の菱形の経路３２を含む面状に形成された薄膜である。経路３２の第１から第４の頂点３２ａ〜３２ｄのうち、第１および第２の頂点３２ａおよび３２ｂにおける内角は、第３および第４の頂点３２ｃおよび３２ｄにおける内角よりも角度が小さい。活性層２４は、頂点３２ａ〜３２ｄの位置に配置された第１から第４の端面（ミラー面）２４ａ〜２４ｄを有する。第１および第２の端面２４ａおよび２４ｂは、外側に向かって凸に膨らんだ曲面である。第３および第４の端面２４ｃおよび２４ｄは、フラットな平面である。頂点３２ａと頂点３２ｂとを結ぶ対角線３２ａｂは、頂点３２ａ近傍において端面２４ａと実質的に直交し、頂点３２ｂ近傍において端面２４ｂと実質的に直交する。また、頂点３２ｃと頂点３２ｄとを結ぶ対角線３２ｃｄは、端面２４ｃおよび２４ｄのそれぞれと、実質的に直交する。

活性層２４は、第１の領域２４ｆと、第１の領域２４ｆに隣接する４つの第２の領域２４ｓとを備える。第１の領域２４ｆの平面形状は、ほぼ長方形状であって、厳密には長方形の短辺を外側にふくらませた形状である。経路３２は、第１の領域２４ｆ内に形成される。第１の領域２４ｆと第２の領域２４ｓとによって構成される活性層２４は、略Ｈ字状の形状（より詳しくはＨの字を横に引き延ばした形状）をしている。活性層２４の第１の頂点３２ａと第２の頂点３２ｂとの間の距離Ｌｆ（図３参照）は１０００μｍであり、第３の頂点３２ｃと第４の頂点３２ｄとの間の距離Ｗは１００μｍである。

本発明で用いられる半導体レーザの活性層では、Ｗ／Ｌｆの値が、たとえば０．０５以上０．３２以下である。これに対して、直線状のキャビティーを有する従来の一般的な半導体レーザのキャビティーでは、幅／長さの値が、通常０．０２以下である。

４つの第２の領域２４ｓは、第１の領域２４ｆで発生したレーザ光が端面２４ｃおよび２４ｄで多重反射されることによって発生するモードを抑制するために形成される。半導体レーザ装置１０では、第１の頂点３２ａと第２の頂点３２ｂとを結ぶ対角線３２ａｂに平行な方向における第２の領域２４ｓの長さＬｓ（図３参照）が２５０μｍである。また、Ｌｆ／４は２５０μｍである。このように、Ｌｆ／４≦Ｌｓが満たされる場合、上記モードが特に抑制される。また、第３の頂点３２ｃと第４の頂点３２ｄとを結ぶ対角線３２ｃｄの方向における第２の領域２４ｓの長さＷｓは１１６．５μｍである。

端面２４ａおよび２４ｂの形状は、それぞれ、円柱の曲面の一部の形状である。具体的には、対角線３２ａｂ上であって活性層２４の表面と垂直に中心軸が配置された円柱の曲面の一部と同じ形状である。その円柱の半径、すなわち端面２４ａの曲率半径Ｒ１（図３参照）は１０００μｍであり、端面２４ｂの曲率半径Ｒ２（図示せず）も同じく１０００μｍである。なお、曲率半径Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、第１の頂点と第２の頂点との間の距離Ｌｆの０．５倍以上２倍以下の範囲から選択されてもよい。

活性層２４の平面形状は、対角線３２ａｂに対して線対称の形状であり、また、対角線３２ｃｄに対して線対称の形状である。ただし、活性層を含む半導体層の平面形状は必ずしも線対称の形状ではなくともよく、たとえば、端面２４ｂは、端面２４ａとは曲率が違う曲面であってもよい。

コンタクト電極１３ａの平面形状（コンタクト領域３１の平面形状）を図４（ａ）にしメス。また、コンタクト電極１３ａと、パッド電極１３ｂと、活性層２４の位置関係を、図４（ｂ）に模式的に示す。図４（ｂ）では、コンタクト電極１３ａ（コンタクト領域３１）の部分をハッチングで示している。図４（ａ）において、Ｓ１＝９８３μｍ、Ｓ２＝５８３μｍ、Ｓ３＝４１７μｍ、Ｔ１＝８３μｍ、Ｔ２＝７３μｍ、Ｔ３＝２７μｍである。

活性層２４と、コンタクト領域３１と、経路３２の位置関係を図５に模式的に示す。なお、図５では、コンタクト領域３１の部分をハッチングで示している。

コンタクト領域３１は、仮想の菱形の経路３２（仮想の菱形の辺）に対応する形状を有する。なお、この明細書において、「菱形の経路に対応する形状」とは、菱形の経路に沿うように形成された形状を意味する。また、「菱形の経路に対応する形状」は、菱形の経路の全体に沿う形状に加えて、菱形の経路の５０％以上（好ましくは、７０％以上でより好ましくは９０％以上）に沿う形状を含む。また、コンタクト領域の面積は、活性層の平面形状の面積に対して通常５０％以下であり、たとえば３０％以下である。

第１の電極１３と第２の電極１４との間に電圧を印加して活性層２４にキャリアを注入すると、活性層２４で光が励起される。この光は、光閉じ込め層（クラッド層２３および２５等）によって閉じこめられて、活性層２４およびその近傍を伝搬する。経路３２に沿って均一に充分な電流が注入された場合、図５に示すように、経路３２を時計回りに伝搬するレーザ光（Ｌ１）と、経路３２を反時計回りに伝搬するレーザ光（Ｌ２）とが励起される。レーザ光（Ｌ１）の一部は、端面２４ａから第１のレーザ光５１として出射され、端面２４ｂから第３のレーザ光５３として出射される。レーザ光（Ｌ２）の一部は、端面２４ａから第２のレーザ光５２として出射され、端面２４ｂから第４のレーザ光５４として出射される。活性層２４の屈折率と大気の屈折率との差のために、レーザ光５１〜５４の方向は、経路３２の菱形の辺の方向からずれている。

一方、第１の電極１３の特定の電圧印加部から電圧を印加した場合、第１の電極１３の抵抗によって電圧降下が生じ、コンタクト領域３１から注入される電流は均一ではなくなる。本発明の半導体レーザ装置では、この電流の不均一を利用して、レーザ光の光強度および方向を制御する。

上述した一例の半導体レーザ装置について、電圧印加部の位置と注入電流とを変化させて、レーザ光の出射方向および出射強度を観察した。まず、パッド電極１３ｂのうち、第２の領域２４ｓの１つのほぼ中央部（図６の領域Ｃ）に電圧印加用のプローブを接触させ、第１の電極１３と第２の電極１４との間に電圧を印加して、７００ｍＡの電流を注入した。その結果、第１および第２の端面からレーザ光が出射された。出射されたレーザ光の光強度および方向を図７（ａ）に示す。なお、レーザの方向を示す角度は、図６に示すように、対角線３２ｃｄの方向を０°とし、第１の端面２４ａ側を−９０°、第２の端面２４ｂ側を９０°としたときの角度である。

図７（ａ）のレーザ光のうち、第１の端面２４ａから出射されたレーザ光を図７（ｂ）に示し、第２の端面２４ｂから出射されたレーザ光を図７（ｃ）に示す。第１の端面２４ａからは、角度差が約８．４°の２つのピークが観察された。それらの２つのピークの光強度はほぼ同じであった。第２の端面２４ｂからは、約８７°を中心として±３°および±５．２°の方向に、４つのレーザ光のピークが観察された。４つのレーザ光の光強度はほぼ同じであった。なお、電圧印加用のプローブを領域Ｃではなく領域Ｄに接触させて７００ｍＡの電流を注入した場合も、ほぼ同様の結果が得られた。

次に、パッド電極１３ｂの領域Ｅ（図６参照）のほぼ中央部に電圧印加用のプローブを接触させ、第１の電極１３と第２の電極１４との間に電圧を印加して、７００ｍＡの電流を注入した。その結果、第１および第２の端面からレーザ光が出射された。出射されたレーザ光の光強度および方向を図８（ａ）に示す。

図８（ａ）のレーザ光のうち、第１の端面２４ａから出射されたレーザ光を図８（ｂ）に示し、第２の端面２４ｂから出射されたレーザ光を図８（ｃ）に示す。第１の端面２４ａからは、約−１１０°の方向を中心とする一群のレーザ光と、約−９０°の方向を中心とする一群のレーザ光（一群の幅が約２６．６°）と、約−７０°の方向を中心とする一群のレーザ光とが観察された。同様に、第２の端面２４ｂからは、約１０６°の方向を中心とする一群のレーザ光と、約８７°の方向を中心とする一群のレーザ光（一群の幅が約２３．２°）と、約６８°の方向を中心とする一群のレーザ光とが観察された。

このように、第１の電極１３のうち選択的に電圧を印加する領域（電圧印加部）を変化させることによって、出射されるレーザ光の光強度および方向を制御できる。たとえば、領域ＡまたはＢと、領域ＣまたはＤと、領域Ｅのそれぞれに電圧印加用（電流注入用）のワイヤを接続し、３本のワイヤのいずれかに選択的に電圧を印加することによって、出射されるレーザ光の光強度および方向を簡単に制御できる。なお、本発明の効果が得られる限り、コンタクト電極１３ａおよび／またはパッド電極１３ｂは、電圧印加部にあわせて分割されていてもよい。

電圧を印加する複数の領域の一例は、第１の頂点３２ａから０．２５Ｌｆ（Ｌｆは図３の共振器長）の距離内にある領域と、経路３２の菱形の中央から０．１Ｌｆの距離内にある領域と、第２の頂点３２ｂから０．２５Ｌｆの距離内にある領域である。

本発明の半導体レーザ装置では、特定の領域に注入する電流量を変化させることによっても、出射されるレーザ光の光強度および方向を制御することが可能である。領域ＣおよびＤの部分に電圧を印加し、７００ｍＡの電流を注入した場合の、第１の端面２４ａから出射されたレーザ光の遠視野像を図９（ａ）に示す。図９（ａ）および（ｂ）の横軸は、対角線３２ａｂの方向を０°としたときの角度である。一方、領域ＣおよびＤに電圧を印加し、１３００ｍＡの電流を注入した場合の、第１の端面２４ａから出射されたレーザ光の遠視野像を図９（ｂ）に示す。図９（ａ）および（ｂ）に示すように、特定の領域に注入する電流量の変化によっても、レーザ光の光強度および方向を制御できる。すなわち、本発明の半導体レーザ装置では、電圧印加部の位置および注入電流の大きさから選ばれる少なくとも１つを変更することによって、レーザ光の光強度および方向を制御できる。

なお、上記半導体レーザ装置では、第１の電極１３における電圧降下を利用している。そのため、第１の電極１３が充分に厚く、電圧降下の影響が小さい場合には、電圧印加部の位置を変えても出射されるレーザ光が変化しなくなる。たとえば、上記一例の半導体レーザ装置において、Ｔｉ層（厚さ３０ｎｍ）／Ａｕ層（厚さ３００ｎｍ）の積層膜の代わりに、Ｔｉ層（厚さ５０ｎｍ）／Ａｕ層（厚さ５００ｎｍ）の積層膜をパッド電極１３ｂとした場合には、電圧印加部の位置によるレーザ光の変化はほとんど観察されなかった。

［半導体装置の製造方法の一例］
本発明の半導体レーザ装置の製造方法に限定はなく、公知の半導体製造技術によって製造できる。以下に、半導体レーザ装置１０を製造する方法の一例を説明する。

図１０（ａ）〜（ｈ）に、製造工程を模式的に示す。なお、図１０（ａ）〜（ｈ）では、絶縁層１２の形成状態の理解を容易にするため、絶縁層１２の表面にハッチングを付す。また、図１０の工程はウェハ上で行われるが、図１０では一部のみを拡大して図示する。

まず、図１０（ａ）に示すように、基板１１上に、複数の半導体層からなる半導体多層膜２０ａと、絶縁層１２ａとを形成する。半導体多層膜２０ａは、エッチングによって半導体多層膜２０（図２参照）となる層であり、絶縁層１２ａはエッチングによって絶縁層１２となる層である。半導体多層膜２０ａを構成する各層は、一般的な方法、たとえば、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成できる。絶縁層１２ａは、たとえばＳｉＯ_２からなる。絶縁層１２ａは、たとえばＣＶＤ法で形成できる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、絶縁層１２ａ上に、パターニングされたレジスト膜２０１を形成する。レジスト膜２０１は、図３に示した活性層２４の形状にパターニングする。

次に、レジスト膜２０１をマスクとして絶縁層１２ａをＲＩＥ法（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ法）によってエッチングすることによって、絶縁層１２を形成する。その後、レジスト膜２０１を除去する。次に、図１０（ｃ）に示すように、絶縁層１２をマスクとして、半導体多層膜２０ａと基板１１の一部とをエッチングする。エッチングは、ＩＣＰ−ＲＩＥ法によって行い、少なくともバッファ層２２または基板１１に到達するまでエッチングする。エッチングによって、所定の形状の絶縁層１２および半導体多層膜２０が形成される。エッチングは、半導体多層膜２０の側面の垂直性および平滑性が高くなるような条件で行われる。そのような条件は、半導体製造プロセスで一般的に採用されている。エッチングによって、半導体多層膜２０を構成するすべての半導体層の平面形状は、図３に示した活性層２４の平面形状と同じになる。また、半導体多層膜２０の側面はミラー面となる。

次に、図１０（ｄ）に示すように、コンタクト領域３１（図２および図５参照）に対応する形状を有する貫通孔２０２ｈを有するレジスト膜２０２を形成する。次に、このレジスト膜２０２をマスクとして絶縁層１２の一部をエッチングし、図１０（ｅ）に示すように、絶縁層１２に貫通孔１２ｈを形成する。

次に、コンタクト電極１３ａとなる金属膜を形成したのち、レジスト膜２０２を剥離することによって、図１０（ｆ）に示すように、絶縁層１２の貫通孔内にコンタクト電極１３ａを形成する。

次に、レジスト膜を用いたリフトオフ法によって、パッド電極１３ｂを形成する。このようにして、電極１３を形成する（図１０（ｇ））。

１枚の基板１１（ウェハ）を用いて多数の半導体レーザを形成する場合、基板１１のへき開を容易にするため、基板１１の厚さが１５０μｍ以下になるように基板１１の裏面を研磨することが好ましい。

次に、図１０（ｈ）に示すように、基板１１の裏面側に複数の金属層を蒸着法で順次形成して第２の電極１４を形成する。第１の電極１３および第２の電極１４を構成する金属層を合金化する場合には、金属層を蒸着したのちに４００〜４５０℃で熱処理する。最後に、必要に応じて、半導体レーザごとに基板１１をへき開する。このようにして、半導体レーザ装置１０を形成できる。

なお、電圧印加部にあわせてパッド電極１３ｂを複数の領域に分割して形成する場合には、レジストパターンの形状を変更すればよい。

本発明は、複数のレーザ光を出射する半導体レーザ装置、およびそれを用いた電子機器に適用できる。たとえば、スイッチング素子や分波器といった電子機器に適用できる。

本発明の半導体レーザ装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図１に示した半導体レーザ装置の断面図である。 図１に示した半導体レーザ装置の活性層の平面形状を示す図である。 （ａ）パッド電極の平面形状、および（ｂ）活性層と第１の電極との位置関係を模式的に示す図である。 図１に示した半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の方向の一例を示す模式図である。 図１に示した半導体レーザ装置について、電圧印加部の位置、および出射されるレーザ光の角度の表示方法を示す図である。 図１に示した半導体レーザ装置から出射されるレーザ光について、方向および光強度の一例を示すグラフである。 図１に示した半導体レーザ装置から出射されるレーザ光について、方向および光強度の他の一例を示すグラフである。 図１に示した半導体レーザ装置から出射されるレーザ光について、方向および光強度の他の一例を示すグラフである。 本発明の半導体レーザ装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１０ 半導体レーザ装置
１１ 基板
１２ 絶縁層
１３ 第１の電極
１３ａ コンタクト電極
１３ｂ パッド電極
１４ 第２の電極
２０ 半導体多層膜
２３、２５ クラッド層
２４ 活性層
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 端面
２４ｆ 第１の領域
２４ｓ 第２の領域
２６ キャップ層
３２ 経路（仮想の菱形）
３１ コンタクト領域
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 頂点
５１、５２、５３、５４、Ｌ１、Ｌ２ レーザ光
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ 領域（電圧印加部）

Claims (3)

1. 基板と、前記基板上に形成され活性層を含む半導体多層膜と、前記半導体多層膜の上面と接触する第１の電極と、前記基板の裏面側に接触する第２の電極とを含む半導体レーザ装置であって、
   前記活性層は、互いに対向する第１および第２の端面と、互いに対向する第３および第４の端面とを有し、
   前記第１、第２、第３および第４の端面は、それぞれ、仮想の菱形の第１、第２、第３および第４の頂点の位置に存在し、
   前記第１の電極の表面のうち特定の電圧印加部と前記第２の電極との間に電圧を印加して前記活性層に電流を注入することによって、前記第１および第２の端面から複数のレーザ光が出射され、
   前記電圧印加部の位置および前記電流の大きさから選ばれる少なくとも１つを変更することによって、前記複数のレーザ光の光強度および方向が制御される、半導体レーザ装置。
2. 前記第１の電極と前記半導体多層膜の上面とが、前記仮想の菱形に対応する領域において接触している、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記複数のレーザ光の光強度および方向の制御は、前記第１の電極における電圧降下を利用して行われる、請求項２に記載の半導体レーザ装置。

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